[發明專利]一種適用于劣質煤的富氧多重火焰直流燃燒器

在審

• 申請號: 201910120148.1
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN109724086A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 孫銳;邢春禮;朱文堃;閆永宏
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23D17/00
• 分類號: F23D17/00;F23L7/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 畢雅鳳

一種適用于劣質煤的富氧多重火焰直流燃燒器，屬于潔凈能源燃燒技術領域。本發明解決了現有的煤粉燃燒器難以同時實現高效燃燒和低NOx排放的問題。本發明包括同軸設置的一次風管道、濃縮器、旋流器、富氧鈍體罐和周界風管道；煤粉氣流在于一次風管道內經濃縮器預濃縮、旋流器進行弱旋及二次濃縮、富氧鈍體罐由內向外交叉地噴入富氧并經鈍體整流預熱后噴入爐內，界風管道用于給從一次風管道出口進入爐膛內的煤粉氣流提供周界風。本發明主要用于實現劣質難燃煤著火穩燃、低NOx煤粉燃燒。

技術領域

本發明屬于潔凈能源燃燒技術領域，具體地涉及一種適用于劣質煤高效低NOx富氧多重焰直流燃燒器。

背景技術

在中國一次能源構成中，煤炭比例達70％以上，已探明的可開采煤炭儲量又以劣質煤為主，達50﹪左右的比例，僅低揮發分無煙煤和貧煤的比例就接近30﹪，且優質無煙煤和貧煤很少；進口的劣質煤也越來越多。煤直接燃燒發電的火電占我國發電總量高達70％以上，其中，絕大部分火電廠燃用劣質煤。煤炭的清潔高效利用技術研發，特別是針對劣質難燃煤，包括低揮發分無煙煤、貧煤、焦炭的清潔高效利用技術研發，在不斷增加的碳捕集技術(CCS)國際背景下日益迫切。煤燃燒技術是煤炭的清潔高效利用技術中的關鍵技術。傳統的基于直流燃燒器的煤粉燃燒技術，由于著火困難，很難應用于劣質難燃煤的高效燃燒；傳統的基于旋流燃燒器的煤粉燃燒技術，由于高NOx排放，也不適于難燃煤的潔凈燃燒。而流化床燃燒，盡管在煤種適應性和降低NOx排放方面優良，但相比煤粉燃燒，燃燒效率低。

盡管國內外研發了各種各樣的燃煤技術，但對于難燃低揮發分無煙煤、貧煤、焦炭，由于在實現著火穩燃、高效、低NOx、不結渣和負荷響應等的理化約束上往往互相矛盾，因此，同時實現著火穩燃、高效、低NOx、不結渣和負荷響應快等性能的難燃煤燃燒技術的研發依然面臨嚴峻技術挑戰。

針對難燃的低揮發分無煙煤燃燒，現有技術提供了一種鍋爐燃燒器為垂直濃淡燃燒器或低風速常規燃燒器,著火穩燃性能得到改善，擴展的還原性氣氛區域利于NOx抑制，但墻置的切圓燃燒器存在穩定性差，還原性氣氛角部回流區的存在也使該區域水冷壁面易于結渣和高溫腐蝕。

現有的無煙煤燃燒方法，采用直流燃燒器，通過燃燒器區域角置四角切圓二次風消除了現有鍋爐角部回流區的不利影響，但沒有描述降低NOx排放的具體方法。

現有的基于旋流燃燒器的W或U型火焰燃燒技術，由于回流區快速混合和高溫燃燒，降低NOx排放很困難，這是我國超凈燃燒技術較難在旋流燃燒器鍋爐上實施的技術原因。

現有技術還提供了另一種降低循環流化床NOx的燃燒方法，通過旋風分離器將煤燃燒過程分為主燃燒室還原性氣氛燃燒煤顆粒和煙道內氧化性氣氛燃盡飛灰兩個階段，由于對主燃燒室還原性氣氛燃燒即部分氧化或氣化可進行相對獨立的控制，減低了NOx排放，但由于循環流化床低溫燃燒，排渣中的碳因無法實施高溫燃燒的獨立控制，并沒有被充分燃盡，所以，導致提高燃燒效率和減低NOx、顆粒污染物的排放量無法同時實現，這是我國超凈排放燃燒技術在循環流化床鍋爐上實施難度大的技術原因。

綜上所述，現有燃燒器或燃燒技術難以滿足劣質煤高效低NOx燃燒。

發明內容

本發明是為了解決現有的煤粉燃燒器難以同時實現高效燃燒和低NOx排放的問題，本發明提供了一種適用于劣質煤的富氧多重火焰直流燃燒器。

一種適用于劣質煤的富氧多重火焰直流燃燒器，包括同軸設置的一次風管道、濃縮器、旋流器、富氧鈍體罐和周界風管道；

一次風管道內按一次風流向依次設有濃縮器、旋流器和富氧鈍體罐，旋流器的口徑小于濃縮器的口徑；

一次風管道的入口端通過密封蓋板密封，出口端與爐膛連通；

一次風管道出口區域的外部套有周界風管道，周界風管道頂端密封，周界風管道與一次風管道圍合的空間與爐膛連通，周界風管道用于給從一次風管道出口進入爐膛內的煤粉氣流提供周界風；